DE10332532A1

DE10332532A1 - Luftreifen für Passagierfahrzeuge und Verfahren zur Herstellung dieser Luftreifen

Info

Publication number: DE10332532A1
Application number: DE10332532A
Authority: DE
Inventors: Ryoji Hiratsuka Hanada
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2004-01-29
Also published as: US8221568B2; US20040011450A1; US20060267249A1

Abstract

Luftreifen für Passagierfahrzeug mit einer Lauffläche und einem linken und einem rechten Wulst, wobei in jedem Wulst ein Wulstkern eingebettet ist und mit einer auf der äußeren Umfangsseite des Wulstkernes angeordneten Wulstfüllung, wobei zumindest eine Karkassenlage sich zwischen den Wülsten erstreckt, die Verstärkungskorden hat, die sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, und wobei zwei Gürtellagen auf der äußeren Umfangsseite der Karkassenlage in der Lauffläche angeordnet sind, DOLLAR A wobei eine durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden einer innersten Karkassenlage auf -10% bis 5% in jeder seitlichen Region zwischen einem äußeren Umfangsende der Wulstfüllung und einem Ende eines Überlappungsbereichs der beiden Gürtellagen festgesetzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Luftreifen für Passagierfahrzeuge und Verfahren zu ihrer Herstellung. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung einen Luftreifen für Passagierfahrzeuge und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei die Bremsleistung verbessert werden kann.
Die Leistungsfähigkeit von Luftreifen für Passagierfahrzeuge wird typischerweise durch das Verändern von Materialien und Strukturen der Reifen verbessert. Um die Bremsleistung der Reifen zu verbessern, ist eine Technik vorgeschlagen worden, Gummimischungen mit besserem Griff in der Lauffläche des Reifens zu verwenden. Die Verwendung solcher Gummimischungen verschlechtert jedoch den Rollwiderstand und verursacht außerdem eine Verschlechterung der Verschleißeigenschaften.
Eine weitere Technik zum Verbessern der Bremsleistung ist, eine neue Verstärkungslage vorzusehen, um die Steifigkeit des Reifens zu verbessern. Die Platzierung einer solchen neuen Komponente führt jedoch zu ansteigenden Kosten und einem gesteigerten Gewicht.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Luftreifen für Passagierfahrzeuge und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, wobei die Bremsleistung verbessert werden kann, ohne Gummimischungen mit besserem Griff in einem Laufprofil zu verwenden und ohne irgendeine neue Komponente vorzusehen.
Um dieses Ziel zu erreichen, schafft die vorliegenden Erfindung einen Luftreifen für Passagierfahrzeug mit einer Lauffläche und einem linken und einem rechten Wulst, wobei in jedem Wulst ein Wulstkern eingebettet ist und mit einer auf der äußeren Umfangsseite des Wulstkerns angeordneten Wulstfüllung, wobei zumindest eine Karkassenlage sich zwischen den Wülsten erstreckt, die Verstärkungskorden hat, die sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, und wobei zwei Gürtellagen auf der äußeren Umfangsseite der Karkassenlage in der Lauffläche angeordnet sind, wobei eine durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden einer innersten Karkassenlage auf –10% bis 5% in jeder seitlichen Region zwischen einem äußeren Umfangsende der Wulstfüllung und einem Ende eines Überlappungsbereichs der beiden Gürtellagen festgesetzt ist.
Die vorliegende Erfindung schafft auch einen Luftreifen für Passagierfahrzeug mit einer Lauffläche und einem linken und einem rechten Wulst, wobei in jedem Wulst ein Wulstkern eingebettet ist und mit einer auf der äußeren Umfangsseite des Plulstkerns angeordneten Wulstfüllung, wobei zumindest eine Karkassenlage sich zwischen den Wülsten erstreckt, die Verstärkungskorden hat, die sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, und wobei zwei Gürtellagen auf der äußeren Umfangsseite der Karkassenlage in der Lauffläche angeordnet sind, wobei eine durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden einer innersten Karkassenlage auf –5% bis 1% in einer Überlappungsregion entsprechend einem Überlappungsbereich der beiden Gürtellagen festgesetzt ist.
Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens für Passagierfahrzeuge mit den folgenden Schritten: Einsetzen eines Reifenrohlings in eine Gestaltungsform zum Vorgestalten von Reifenrohlingen, welcher Reifenrohling eine Lauffläche und einen linken sowie einen rechten Wulst hat, wobei in jedem Wulst ein Wulstkern eingebettet ist und sich eine unvulkanisierte Wulstfüllung auf der äußeren Umfangsseite des Wulstkerns befindet, wobei sich zumindest eine unvulkanisierte Karkassenlage zwischen den Wülsten erstreckt, die Verstärkungskorden hat, die sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, und wobei zwei unvulkanisierte Gürtellagen auf der äußeren Umfangsseite der unvulkanisierten Karkassenlage in der Lauffläche angeordnet sind, wobei die Gestaltungsform Gestaltungsoberflächen hat, die einen Reifenrohling gestalten können, der eine Größe hat, die der Größe eines Reifenrohlings nahe kommt, der gegen Formoberflächen einer Vulkanisierungsform gepresst wird; Aufblasen des eingesetzten Reifenrohlings, so dass der eingesetzte Reifenrohling gegen die Gestaltungsflächen der Gestaltungsform gepresst wird, um einen gestalteten Reifenrohling zu formen; und Einsetzen des gestalteten Reifenrohlings in die Vulkanisierungsform; und Aushärten des gestalteten Reifenrohlings nach dem Aufblasen des gestalteten Reifenrohlings, so dass dieser gegen die Formoberflächen der Vulkanisierungsform drückt.
Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung kann durch Spezifizieren der mittleren Restbelastung der Verstärkungskorden der Karkassenlage, wie oben beschrieben, die Bremsleistung verbessert werden, weil die Steifigkeit der Karkassenlage größer ist als die der herkömmlichen Karkassenlage. Da es nicht erforderlich ist, in der Lauffläche eine Gummimischung mit besserem Griff vorzusehen oder irgendeine neue Komponente einzubauen, treten keine Probleme wie beispielsweise die Verschlechterung des Rollwiderstands und der Verschleißeigenschaften auf, und die Kosten und das Gewicht steigen auch nicht an.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht entlang des Meridians es Reifens, die eine Ausführungsform eines Luftreifens für Passagierfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine erläuternde Ansicht von in 1 gezeigten Karkassen- und Gürtellagen.
3 ist eine erläuternde Querschnittsansicht, die ein Beispiel einer zur Herstellung eines Luftreifens für Passagierfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Formeinrichtung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun genauer mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Die 1 und 2 zeigen ein Beispiel eines Luftreifens für Passagierfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Bezugsziffer 1 eine Lauffläche bezeichnet, die Bezugsziffer 2 eine Seitenwand, die Bezugsziffer 3 einen Wulst und das Bezugssymbol CL eine Mittellinie des Reifens.
Ein Wulstkern mit einer Wulstfüllung 4, die sich auf der Seite des Außenumfangs des Wulstkerns 5 befindet, ist sowohl in dem linken als auch dem rechten Wulst 3 eingebettet. Zwei Karkassenlagen 6A und 6B sind so angeordnet, dass sie sich zwischen den Wülsten 3 erstrecken, und sie weisen jeweils eine Gummilage und darin ausgerichtete Verstärkungskorden f auf, die aus organischen Faserkorden (verdrehten Korden) bestehen und sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung T des Reifens angeordnet sind. Die Karkassenlagen 6A und 6B haben Endbereiche 6a und 6b, die um die Wulstkerne 5 von der Innenseite hin zur Außenseite des Reifens aufwärts geführt sind.
An der äußeren Umfangsseite der Karkassenlagen 6 in der Lauffläche 1 befinden sich zwei Gürtellagen 7A und 7B, die jeweils Verstärkungssteuerungskorden e aus Stahlkorden aufweisen, die sich in einer geneigten Art und Weise bezüglich der Reifenumfangsrichtung T erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang der Reifenumfangsrichtung T ausgerichtet sind. Die erste Gürtellage 7A auf der Seite der Karkassenlagen 6 ist breiter als die zweite Gürtellage 7B, und die Verstärkungskorden e der Gürtellagen 7A und 7B schneiden einander, so dass sie bezüglich der Reifenumfangsrichtung T in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind.
Radial außerhalb der zweiten Gürtellage 7B befinden sich zwei Decklagen 8, die jeweils eine organische Faserkorde aufweisen, die spiralförmig in der Reifenumfangsrichtung T gewickelt ist. Eine innere Auskleidungslage 9 ist auf der Innenseite der Karkassenlage 7A vorgesehen. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet eine Hauptnut, die sich entlang der Reifenumfangsrichtung T auf der Lauffläche 1A erstreckt.
Die beiden oben beschriebenen Karkassenlagen 6A und 6B haben eine durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f in einem Bereich von –10% bis 5% in jeder Seitenregion X zwischen dem äußeren Umfangsende 4a der Wulstfüllung 4 und dem Überlappungsbereichende m der beiden Gürtellagen 7A und 7B (einer Kantenposition der zweiten Gürtellage 7B). In einer Überlappungsregion Y entsprechend dem Überlappungsbereich der beiden Gürtellagen 7A und 7B ist eine mittlere Restbelastung der Verstärkungskorden f in einem Bohrer von –5% bis 1% festgelegt.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat intensiv nach wegen gesucht, die Bremsleistung zu verbessern, ohne die Gummimischung der Lauffläche zu verändern, was zu einer Verschlechterung des Rollwiderstands und der Verschleißeigenschaften führen würde, und ohne eine neue Komponente vorzusehen. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung konzentrierte sich demzufolge auf Karkassenlagen, die so angeordnet sind, dass sie sich zwischen dem linken und dem rechten Wulst erstrecken.
Karkassenlagen beinhalten Verstärkungskorden. Wenn die Spannung der Verstärkungskorden ansteigt, kann die Steifigkeit der Karkassenlagen gesteigert werden. Daher ist es möglich, die Bremsleistung zu verbessern, ohne eine Gummimischung des Reifens zu verändern oder eine neue Komponente vorzusehen.
Ein Luftreifen wird hergestellt durch einen Vulkanisierungsvorgang. Demzufolge wird bei den Verstärkungskorden der Karkassenlagen nach dem Aushärten normalerweise eine Restbelastung beobachtet. Eine Überprüfung einer Beziehung zwischen der Restbelastung und der Steifigkeit der Karkassenlage ergab, dass die Verstärkungskorden mit einer geringeren Restbelastung einen geringeren Aufdreheffekt haben. So kann die Steifigkeit einer Karkassenlage durch Verwenden der Steifigkeit der Verstärkungskorden verbessert werden. Je geringer die Restbelastung, desto mehr kann die Steifigkeit des Verstärkungskorden ausgenutzt werden, um die Steifigkeit einer Karkassenlage zu steigern. Vorzugsweise ist der Wert der Restbelastung ein negativer Wert. Es ist festgestellt worden, dass die Steifigkeit einer Karkassenlage insbesondere in dem Überlappungsbereich Y stark gesteigert werden kann.
Wenn Messungen der Restbelastung der Verstärkungskorden der innersten Karkassenlage des herkömmlichen Reifens durchgeführt wurden, betrug die durchschnittliche Restbelastung ungefähr 2% in dem Gürtellagen-Überlappungsbereich in der Lauffläche, und die durchschnittliche Restbelastung betrug ungefähr 8% im Rest dieses Bereichs. Demzufolge wird es, wenn die Mittelwerte der Restbelastung der Verstärkungskorden weniger sind als diese Werte, möglich, die Bremsleistung zu verbessern, ohne eine Gummimischung mit besserem Griff in der Lauffläche zu verwenden oder eine neue Komponente vorzusehen.
Wie oben beschrieben, sind die durchschnittlichen Restbelastungswerte der Verstärkungskorden f in einem Bereich von –10% bis 5% in der Seitenregion X und –5% bis 1% in der Überlappungsregion Y festgesetzt. Die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f in dem Bereich auf der Seite des Wulstes 3, der sich radial einwärts der Seitenregion oder des Seitenbereichs X befindet, kann in dem gleichen Bereich von –15% bis 5% wie in dem Seitenbereich X festgesetzt werden. Die Wulstfüllung 4 aus einem Gummi, das steifer ist als das Gummi, das die Seitenwand 2 bildet, befindet sich jedoch normalerweise in dem Bereich und versieht diesen Bereich mit hoher Steifigkeit. Daher wird, selbst wenn die Steifigkeit der Karkassenlagen 6A und 6B in diesem Bereich gesteigert wird, dieser Anstieg keine Rolle bei der Verbesserung der Bremsleistung spielen.
Wenn die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f geringer ist als der eben genannte Bereich in zumindest einem der beiden Bereiche oder Regionen X und Y, wird die Gleichförmigkeit stark abnehmen. Um einen Effekt einer stark verbesserten Bremsleistung zu erreichen, wird bevorzugt, dass die Mittelwerte der Restbelastung in den oben genannten Bereichen sowohl in der Region X als auch in der Region Y festgesetzt werden. Das Festsetzen eines Mittelwerts der Restbelastung auf den oben genannten Bereich in diesen Regionen kann jedoch die Bremsleistung verbessern.
Der oben beschriebene Luftreifen kann wie folgt hergestellt werden: ein Reifenrohling wird so geformt, dass er eine Größe hat, die der Größe des Reifenrohlings nahe kommt, der gegen die Formoberflächen einer Vulkanisierungsform gedrückt wird, um einen geformten Reifenrohling zu bilden; der geformte Reifenrohling wird in die Vulkanisierungsform eingesetzt, bevor er aufgeblasen wird; der geformte Reifenrohling wird durch Erhitzen vulkanisiert; und der vulkanisierte Luftreifen wird in einem Aufblasvorgang nach dem Aushärten abgekühlt, bei welchem wie erforderlich ein zugeführter Luftdruck eingestellt oder angepasst wird.
Um den geformten Reifenrohling zu formen, kann eine Formeinrichtung verwendet werden, wie sie beispielsweise in 3 gezeigt ist, die eine Gestaltungsform hat. Ein in 3 gezeigter Reifenrohling G hat einen linken G1 und einen rechten Wulst G2 sowie eine Lauffläche G3, wobei in den Wülsten G1 und G2 jeweils ein Wulstkern Gc eingebettet ist, wobei sich eine unvulkanisierte Wulstfüllung Gd auf der Außenumfangsseite des Wulstkerns befindet. Eine unvulkanisierte Karkassenlage Gb erstreckt sich zwischen den Wülsten G1 und G2 und hat Verstärkungskorden, die sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind. Zwei unvulkanisierte Gürtellagen Ga sind auf der äußeren Umfangsseite der unvulkanisierten Karkassenlage Gb in der Lauffläche G3 angeordnet.
Die Bezugsziffer 11 bezeichnet eine Gestaltungsform zum Gestalten des Reifenrohlings G. Die Gestaltungsform 11 weist einen oberen und einen unteren kreisförmigen Formabschnitt 12 und 13 auf, die sich auf der oberen bzw. unteren Seite der Gestaltungsform 11 befinden.
Der untere Formabschnitt 13 ist an einer Basisplatte 14 befestigt. Ein unterer Formwulstring B1 ist an der inneren Oberfläche der inneren Umfangsseite des unteren Formabschnitts 13 befestigt, um einen Wulst B1 des Reifenrohlings G zu bilden. Der obere Formabschnitt 12 kann sich in mittels eines Pfeils a bezeichneten Richtungen durch nicht dargestellte Mittel auf- und abwärts bewegen. Ein oberer Formwulstring B2 ist an der inneren Oberfläche der inneren Umfangsseite des oberen Formabschnitts 12 fixiert, um den anderen Wulst G3 des Reifenrohlings G zu gestalten.
Gestaltungsflächen 12A und 13A des oberen 12 und des unteren Formabschnitts 13 erstrecken sich von den Wülsten G1 und G2 des Reifenrohlings G zu der Lauffläche G3. Wie in 3 dargestellt, stoßen der obere 12 und der unter Formabschnitt 13 nicht gegeneinander an, und sie sind getrennt, wenn der Reifenrohling G eingesetzt ist, um die zentrale Seite der Lauffläche G3 zu öffnen. Dies kann die Beanspruchung der Verstärkungskorden der unvulkanisierten Gürtellagen Ga und der unvulkanisierten Karkassenlage Gb leicht reduzieren, die erzeugt wird, wenn der Reifenrohling G gegen die Gestaltungsflächen 12A und 13A durch das Aufblasen des Reifenrohlings G gepresst wird. Daher ist dieser Aufbau hinsichtlich der Verbesserung der Gleichförmigkeit bevorzugt. ER kann jedoch auch so aufgebaut sein, dass der obere 12 und der untere Formabschnitt 13 gegeneinander anstoßen, wenn der Reifenrohling G eingesetzt ist.
Falls der obere 12 und der untere Formabschnitt 13 so aufgebaut sind, dass sie voneinander beabstandet sind, wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, die Gestaltungsflächen 12A und 13A zu haben, die sich von dem Wulst G1, G2 des Reifenrohlings G bis hin zu zumindest einem Schnittpunkt P erstrecken, wo sich eine vertikale Linie M mit der Lauffläche G3a schneidet. Die vertikale Linie M ist rechtwinklig zu der Lauffläche G3a von dem Ende s der breitesten Gürtellage Ga₁ mit der größten Breite gezogen.
Vorzugsweise erstrecken sich die Gestaltungsflächen 12A und 13A in Richtung des Inneren des Reifens (in Richtung der Reifenmittellinie CL) entlang der Richtung der Breite des Reifens hin zu Positionen, die sich bei 20% oder mehr der Breite W der breitesten Gürtellage breitesten Gürtellage Ga₁ von den Enden s der breitesten Gürtellage Ga₁ befinden. Dieser Aufbau wird bevorzugt, um effektiv zu verhindern, dass sich die Lichtleitfaserfilter G3 aus einem Raum zwischen dem oberen 12 und dem unteren Formabschnitt 13 während des Aufblasens des Reifenrohlings G heraus ausdehnt.
Haltemittel 30 zum Halten der Wülste G1 und G2 des Reifenrohlings G sind in der mittleren Seite der Gestaltungsform 11 vorgesehen. Die Haltemittel 30 beinhalten Anhebemittel 15 in der Mitte der Gestaltungsform 11. Die Haltemittel 15 weisen einen mit unter Druck stehendem ölbetätigten Hydraulikzylinder auf. Der Hydraulikzylinder hat einen aufrecht stehenden Zylinderkörper 15A sowie eine sich vertikal erstreckende Stange 15B, die vom oberen Ende des Zylinderkörpers 15A aufwärts hervorsteht und vertikal bewegt wird.
Ein kreisförmiges oberes Element 16 ist hermetisch im Eingriff mit dem oberen Ende der Stange 15B und daran befestigt. Das obere Element 16 kann sich mit dem Anheben und Absenken der Stange 15 aufwärts und abwärts bewegen. Ein kreisförmiges unteres Element 17 ist an der Basisplatte 14 angebracht und hermetisch mit dem Zylinderkörper 15A im Eingriff. Die untere Platte 17 ist auf der inneren Umfangsseite des unteren Formabschnitts 16 angeordnet.
Zylindrisch ausgebildete Gummidichtelemente 20A und 20B sind so vorgesehen, dass ein Endbereich des Dichtelements 20A und ein Endbereich des Dichtelements 20B sicher zwischen dem oberen Formwulstring B2 und dem oberen Element 16 bzw. zwischen dem unteren Formwulstring B1 und dem unteren Element 17 angebracht sind. Die Dichtelemente 20A und 20B haben jeweils einen anderen Endbereich, der sich auswärts erweitert, so dass der Durchmesser des anderen Endes breiter ist.
Haltemechanismen 18 zum Halten der Wülste G1 und G2 sind an mehreren Stellen in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung der kreisförmigen Form zwischen dem oberen 16 und dem unteren Element 17 vorgesehen. Jeder dieser Haltemechanismen 18 weist einen oberen Stützarm 18A auf, der von dem oberen Element 16 aus abwärts hervorsteht, einen unteren Stützarm 18B, der von dem unteren Element 17 aus aufwärts hervorsteht, und Haltearme 18C und 18D zum Halten der Wülste G1 und G2. Die Haltearme 18C und 18D sind mit dem oberen Stützarm 18A bzw. dem unteren Stützarm 18B verbunden.
Die Haltearme 18C und 18D haben Biegeendbereiche 18C1 und 18D1, deren Endflächen 18C2 und 18D2 die inneren Oberflächen der Wülste G1 und G2 des Reifenrohlings G, gegen den oberen und den unteren Wulstring B1 und B2 gesetzt, halten, indem sie die inneren Oberflächen der Wülste G1 und G2 mittels der Dichtelemente 20A und 20B pressen.
Ein Verbindungsarm 18E verbindet die Haltearme 18C und 18D in ihren mittleren Bereichen. Der obere und der untere Stützarm 18A und 18B, der obere und der untere Haltearm 18C und 18D und der Verbindungsarm 18D bilden einen Gelenkmechanismus. Wenn die Stange 15B angehoben wird, wird der Halt durch die Haltemechanismen 18 aufgehoben, und die Haltemechanismen 18 halten die Wülste G1 und G2 in einer in 3 gezeigten abgesenkten Position.
In der Basisplatte 14 und der unteren Platte 17 befindet sich ein Zuführkanal (nicht dargestellt), der ein Druckmedium in den in der Gestaltungsform 11 befindlichen Reifenrohling G einführt, und ein Auslasskanal (nicht dargestellt), der das Druckmedium daraus abführt. Der Reifenrohling G wird durch das von einer Zuführquelle (nicht dargestellt) durch den Zuführkanal hindurch zugeführte Druckmedium aufgeblasen, während konstant Druckmedium von dem Zuführkanal her zugeführt wird. Dabei wird ein konstanter Druck in dem Reifenrohling G aufrecht erhalten, während das Druckmedium durch den Auslasskanal hindurch ausgelassen wird. So wird der aufgeblasene Reifenrohling G mittels des Druckmediums abgekühlt.
Wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, den Reifenrohling G direkt mit einem Druckmedium aufzublasen, um den Reifenrohling G gleichmäßig gegen die Gestaltungsflächen 12A und 13A des oberen 12 und des unteren Formabschnitts 13 zu pressen. Statt der Dichtelemente 20A und 20B kann jedoch eine zylindrische Blase angebracht werden, und der Reifenrohling G kann aufgeblasen werden, indem ein Druckmedium in die Blase eingeführt und die Blase dadurch ausgedehnt wird.
Um die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f in den oben erwähnten Bereichen festzusetzen, werden die Dimensionen der Gestaltungsflächen 12A und 13A angepasst. Um die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f zu reduzieren, werden die Dimensionen der Gestaltungsflächen 12A und 13A so nah wie möglich an die Dimensionen der Formoberflächen der Vulkanisierungsform angepasst. Um nur die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden in den Seitenregionen X zu reduzieren, werden die Dimensionen von Teilen der Gestaltungsflächen 12A und 13A, die den Seitenregionen X entsprechen, so nah wie möglich an die Dimensionen der Formoberflächen der Vulkanisierungsform angepasst. Um nur die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden in dem Überlappungsbereich Y zu reduzieren, werden die Dimensionen von Teilen der Gestaltungsoberflächen 12A und 13A entsprechen der Überlappungsregion Y so nah wie möglich an die Dimensionen der Formoberflächen der Vulkanisierungsform angepasst.
Es ist bevorzugt, dass die Behandlung der Gestaltungsoberflächen 12A und 13A des oberen 12 und des unteren Formabschnitts 13 durchgeführt wird, um die Reibung gegen den Reifenrohling G zu reduzieren. Beispielsweise kann eine Lösung auf Siliziumbasis vor dem Einsetzen des Reifenrohlings G auf die Gestaltungsoberflächen 12A und 12B aufgebracht werden.
Der Reifenrohling G wird wie folgt unter Verwendung der eben beschriebenen Gestaltseinrichtung gestaltet. Zunächst wird der Reifenrohling G vorerhitzt. Die Vorheiztemperatur ist vorzugsweise so gewählt, dass die Oberflächentemperatur des Reifenrohlings G im Bereich von 40°C bis 20°C liegt, wenn er in die Gestaltungsform 11 eingesetzt wird. Wenn die Temperatur unter 40°C liegt, ist es schwierig, dem unvulkanisierten Gummi eine Kriechbeanspruchung zu geben. Als Ergebnis ist es schwierig, dem Reifenrohling G eine vorbestimmte Verformung zu geben. Wenn die Temperatur jedoch 90° überschreitet, sinkt die Steifigkeit des Reifenrohlings G rapide ab. Demzufolge besteht die Möglichkeit, dass der Reifenrohling G während des Rufblasens zerplatzt.
Der Reifenrohling G wird nach dem Vorheizen in den unteren Formabschnitt 13 gesetzt. Dabei bleibt der obere Fensterabschnitt 12 oben in einer Wartestellung. Die Stange 15B ist in der angehobenen Stellung, und der Halt mittels der Haltemechanismen 18 ist aufgehoben.
Nachdem der Reifenrohling G in den unteren Formabschnitt 13 eingesetzt worden ist, senkt sich die Stange 15B ab, und die Haltemechanismen 18 halten die Wülste G1 und G2 durch die Dichtungselemente 20A und 20B, wie in 3 dargestellt. Anschließend senkt sich der obere Formabschnitt 12 in der Wartestellung ab, um auf den Reifenrohling G aufgesetzt zu werden (Zustand des oberen Formabschnitts in 3).
Wenn der Reifenrohling G vollständig in die Gestaltungsform 11 eingesetzt ist, wird ein Druckmedium, wie durch Pfeile angedeutet, in das Innere eingeführt, und der Reifenrohling G wird aufgeblasen. Deshalb wird der Reifenrohling G gegen die Gestaltungsflächen 12A und 13A des oberen 12 und des unteren Formabschnitts 13 gepresst und gestaltet (Zustand in 3). Als Druckmedium wird ein Medium verwendet, das den vorgeheizten Reifenrohling G abkühlen kann. Beispielsweise kann Luft bei Raumtemperatur und vorzugsweise abgekühlte Luft bei einer Temperatur unterhalb der Raumtemperatur verwendet werden.
Der Reifenrohling G wird für eine vorbestimmte Zeit durch Zuführen des Druckmediums abgekühlt, während der Zustand beibehalten wird, in dem der Reifenrohling G gegen die Gestaltungsflächen 12A und 13A gepresst wird. Die Kühltemperatur des Reifenrohlings G kann so sein, dass eine Oberflächentemperatur des Reifens 30° oder weniger ist, wenn er aus der Gestaltungsform 11 entfernt wird. Wenn die Oberflächentemperatur des Reifens höher ist als 30°C, stellt sich die Elastizität des unvulkanisierten Gummis wieder her. Daher besteht die Möglichkeit, dass die Gestalt des Reifenrohlings G die Gestalt vor dem Gestalten wieder annimmt.
Nach dem Abkühlen wird der obere Formabschnitt 12 in die Wartestellung angehoben. Anschließend wird die Stange 15B angehoben, um den Halt mittels der Haltemechanismen 18 aufzuheben, und der Reifenrohling G wird entfernt. Der so entstandene Reifenrohling G ist in einen gestalteten Reifenrohling geformt worden, dessen Größe nahe der Größe des Reifenrohlings in dem Zustand ist, in dem er gegen die Formoberflächen der vulkanisierten Form gepresst wird. Der gestaltete Reifenrohling wird, wie bei einem herkömmlichen Verfahren, innerhalb der Form einer Vulkanisiermaschine gepresst und erhitzt, um den gestalteten Reifenrohling auszuhärten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben worden ist, ist es durch Setzen der durchschnittlichen Restbelastung der Verstärkungskorden f der Karkassenlagen 6A und 6B auf geringere Werte als herkömmlich möglich, die Steifigkeit der Karkassenlagen 6A und 6B zu steigern.
Als Ergebnis kann die Bremsleistung verbessert werden. Da es nicht erforderlich ist, eine Gummimischung mit besserem Griff in der Lauffläche 1 zu verwenden, können sich der Rollwiderstand und die Verschleißeigenschaften nicht verschlechtern. Es ist nicht erforderlich, irgendeine neue Komponente vorzusehen, wodurch ein Anstieg der Kosten und des Gewichts vermieden wird.
Durch Setzen der durchschnittlichen Restbelastung der Verstärkungskorden f der Karkassenlagen 6A und 6B in den Seitenregionen X, wie zuvor erwähnt, kann eine seitliche Steifigkeit des Reifens verbessert werden. Demzufolge ist es möglich, die Lenkstabilität zu verbessern.
In der vorliegenden Erfindung ist die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f der Karkassenlagen 6A und 6B in den Seitenregionen X vorzugsweise auf –10% bis 3% gesetzt, um die Bremsleistung weiter zu verbessern, um vorzugsweise auf –10% bis 0%.
Die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f der Karkassenlagen 6A und 6B in der Überlappungsregion Y ist vorzugsweise auf –5% bis –1% gesetzt, um die Bremsleistung weiter zu verbessern, und noch besser auf –5% bis –3%.
In der eben beschriebenen Ausführungsform sind die durchschnittlichen Restbelastungen der Verstärkungskorden f der Karkassenlagen 6A und 6B in den oben beschriebenen Bereichen festgesetzt. Es kann jedoch auch nur die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f der innersten Karkassenlage 6A in den oben erwähnten Bereichen festgesetzt sein.
Es ist bevorzugt, die durchschnittlichen Restbelastungen der Verstärkungskorden f der Karkassenlagen, wie oben beschrieben, in den Seitenregionen X und der Überlappungsregion Y zu spezifizieren, um die Bremsleistung weiter zu verbessern. Die Bremsleistung kann jedoch auch dadurch verbessert werden, indem wie oben beschrieben die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden f in den Seitenregionen X oder der Überlappungsregion Y spezifiziert wird.
In 1 ist eine Ausführungsform eines Luftreifens für Passagierfahrzeuge mit zwei Karkassenlagen beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist auch auf Ausführungsformen anwendbar, die zumindest eine Karkassenlage haben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die durchschnittlichen Restbelastungen der Verstärkungskorden f wie folgt gemessen: Zunächst wird eine innere Verkleidungslage 9 von dem Luftreifen entfernt, um die innere Karkassenlage 6A freizulegen. Dann werden mehrere Verstärkungskorden f (2 bis 5 Korden) der Karkassenlage 6A, die beliebige Messungsziele sind, an Positionen markiert, die der Reifenmittellinie CL entsprechen, den gegenüberliegenden Enden m des Überlappungsbereichs und den äußeren Umfangsenden 4a der Wulstfüllungen 4. Drittens wird ein nicht dehnbares Klebeband entlang der markierten Verstärkungskorden f aufgeklebt, und die Markierungen werden auf das nicht dehnbare Klebeband übertragen. Dann werden die mehreren markierten Verstärkungskorden f aus dem Reifen herausgezogen. Jeder Wert der Restbelastung wird berechnet auf der Grundlage eines Abstands zwischen den Markierungen der herausgezogenen Verstärkungskorden f und einem Abstand zwischen den entsprechenden auf das nicht dehnbare Klebeband übertragenen Markierungen.
Genauer gesagt werden Werte (%) der Restbelastung der Verstärkungskorden f in den Seitenregionen X und in dem Überlappungsbereich Y durch Gleichungen 100 (M-M')/M' bzw. 100 (N-N')/N' berechnet, wobei M ein Abstand zwischen den Markierungspositionen der herausgezogenen Verstärkungskorden f entsprechend der Reifenmittellinie CL und dem Überlappungsbereichende m ist, N ein Abstand zwischen den Markierungspositionen der herausgezogenen Verstärkungskorden f entsprechend dem Überlappungsbereichende m und dem äußeren Umfangsende 4a der Wulstfüllung 4, M' ein Abstand zwischen den Markierungspositionen entsprechend der Reifenmittellinie CL und dem Überlappungsbereichende m des nicht dehnbaren Klebebands, auf welches die Markierungen übertragen wurden, und N' ein Abstand zwischen den Markierungspositionen entsprechend dem Überlappungsbereichende m und dem äußeren Umfangsende 4a der Wulstfüllung 4, des nicht dehnbaren Klebebands, auf welches die Markierungen übertragen worden sind.
Die eben beschriebene Messung wird an sechs Punkten in einem im wesentlichen regelmäßigen Abstand entlang des gesamten Umfangs des Reifens durchgeführt. Die in jeder Region erhaltenen Werte der Restbelastung werden Bemittelt, um als durchschnittlichen Restbelastungen spezifiziert zu werden.
Beispiel 1
Testreifen gemäß der vorliegenden Erfindung Reifen 1 bis 5, ein Vergleichsreifen 1, sowie ein herkömmlicher Reifen wurden mit der gleichen Reifengröße von 225/55r16 hergestellt, alle mit dem Aufbau eines Luftreifens aus 1, bei welchem die Verstärkungskorden der Karkassenlagen Polyesterkorden waren.
Die Testreifen hatten jeweils durchschnittliche Restbelastungen der Karkassenlagen, die in Tabelle 1 dargestellt sind, wobei die durchschnittlichen Restbelastungen der Verstärkungskorden in dem Überlappungsbereich konstant waren und die durchschnittlichen Restbelastungen der Verstärkungskorden der Karkassenlagen in den Seitenregionen variiert wurden.
Jeder Testreifen wurde an einer Felge mit einer Felgengröße von 16 × 7,5 JJ angebracht, und ein Luftdruck wurde auf 200 kPa festgesetzt. Die Bewertungstests der Bremsleistung und der Gleichförmigkeit wurden mit dem folgenden Testverfahren durchgeführt, und sie führten zu den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen.
Bremsleistung
Jeder Testreifen wurde an einem Passagierfahrzeug mit 3000 cc Hubraum mit einem Antiblockiersystem angebracht. Beim Durchfahren der Teststrecke mit einer nassen Straßenoberfläche bei 100 km/h wurde gebremst, um das Fahrzeug zu stoppen, und der Bremsweg bis zum Halt wurde sieben Mal gemessen. Der Mittelwert von fünf Bremswegen, ausschließlich des maximalen und des minimalen Bremswegs, wurde berechnet, und jedes Ergebnis der erfindungsgemäßen Reifen und des Vergleichsreifens wurde in dem Index auf der Basis des herkömmlichen Reifens als 100 bewertet. Je größer der Index, desto größer der Bremsweg. Demzufolge ist die Bremsleistung besser bei größerem Index. Der Indexwert von 105 oder mehr zeigt an, dass eine effektive Verbesserung vorliegt.
Gleichförmigkeit
Variationen der Radialkraft (Radial Force Variations, RFV) von jeweils zehn Testreifen wurden gemessen mit einer Belastung von 5 kN auf der Basis von JASO 0607-87. Der Durchschnitt der Messungen der jeweils zehn Testreifen wurde als deren RFV genommen. Die Ergebnisse wurden mittels des Indexwerts berechnet, wobei der herkömmliche Reifen den Indexwert 100 hat. Je kleiner der Wert, desto besser die Gleichförmigkeit. Der Indexwert von 104 oder weniger zeigt an, dass die Gleichförmigkeit im Bereich des herkömmlichen Levels liegt. Tabelle 1
Wie sich aus der Tabelle 1 ergibt, können die erfindungsgemäßen Reifen mit durchschnittlichen Restbelastungen der Verstärkungskorden der Karkassenlagen in den seitlichen Regionen von –10% bis 5% die Bremsleistung verbessern, während die Gleichförmigkeit auf einem herkömmlichen Level bleibt.
Beispiel 2
Testreifen 6 bis 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sowie ein Vergleichsreifen 2 wurden mit der gleichen Reifengröße wie im Beispiel 1 hergestellt und mit dem Aufbau eines Luftreifens aus 1, wobei die Verstärkungskorden der Karkassenlagen Polyesterkorden waren. Die Testreifen hatten jeweils durchschnittliche Restbelastungen der Karkassenlagen, die in Tabelle 2 gezeigt sind, wobei die erfindungsgemäßen Reifen 6 bis 9 und der Vergleichsreifen 2 in den seitlichen Regionen konstante durchschnittliche Restbelastungswerte der Verstärkungskorden hatten und die durchschnittlichen Restbelastungen der Verstärkungskorden der Karkassenlagen in der Überlappungsregion variiert wurden, und bei dem erfindungsgemäßen Reifen 10 waren die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden in den seitlichen Regionen und in der Überlappungsregion innerhalb der Bereiche der vorliegenden Erfindung.
Wie beim Beispiel 1 wurden die Bewertungstests für die Bremsleistung und die Gleichförmigkeit durchgeführt und führten zu den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen.
Tabelle 2
Wie sich aus Tabelle 2 ergibt, können die erfindungsgemäßen Reifen, deren durchschnittliche Restbelastungswerte der Verstärkungskorden der Karkassenlagen in der Überlappungsregion in einem Bereich von –5% bis 1% liegen, die Bremsleistung verbessern, während die Gleichförmigkeit auf einem herkömmlichen Level bleibt.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Bremsleistung verbessert werden, ohne dass in der Lauffläche eine Gummimischung mit besserem Griff verwendet werden muss und ohne dass irgendeine neue Komponente vorgesehen würde, indem der durchschnittliche Restbelastungswert der Verstärkungskorden der Karkassenlage in den seitlichen Regionen oder in der Überlappungsregion spezifiziert wird.

Claims

Luftreifen für Passagierfahrzeug mit einer Lauffläche und einem linken und einem rechten Wulst, wobei in jedem Wulst ein Wulstkern eingebettet ist und mit einer auf der äußeren Umfangsseite des Wulstkerns angeordneten Wulstfüllung, wobei zumindest eine Karkassenlage sich zwischen den Wülsten erstreckt, die Verstärkungskorden hat, die sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, und wobei zwei Gürtellagen auf der äußeren Umfangsseite der Karkassenlage in der Lauffläche angeordnet sind, wobei eine durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden einer innersten Karkassenlage auf –10% bis 5% in jeder seitlichen Region zwischen einem äußeren Umfangsende der Wulstfüllung und einem Ende eines Überlappungsbereichs der beiden Gürtellagen festgesetzt ist.
Luftreifen für Passagierfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden auf –10% bis 3% festgesetzt ist.
Luftreifen für Passagierfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden auf –10% bis 0% festgesetzt ist.
Luftreifen für Passagierfahrzeug mit einer Lauffläche und einem linken und einem rechten Wulst, wobei in jedem Wulst ein Wulstkern eingebettet ist und mit einer auf der äußeren Umfangsseite des Wulstkerns angeordneten Wulstfüllung, wobei zumindest eine Karkassenlage sich zwischen den Wülsten erstreckt, die Verstärkungskorden hat, die sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, und wobei zwei Gürtellagen auf der äußeren Umfangsseite der Karkassenlage in der Lauffläche angeordnet sind, wobei eine durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden einer innersten Karkassenlage auf –5% bis 1% in einer Überlappungsregion entsprechend einem Überlappungsbereich der beiden Gürtellagen festgesetzt ist.
Luftreifen für Passagierfahrzeug nach Anspruch 4, wobei die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden auf –5% bis –1% festgesetzt ist.
Luftreifen für Passagierfahrzeug nach Anspruch 5, wobei die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden auf –5% bis –3% festgesetzt ist.
Luftreifen für Passagierfahrzeug nach Anspruch 4, wobei eine durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden der innersten Karkassenlage auf –10% bis 5% in jeder seitlichen Region zwischen einem äußeren Umfangsende der Wulstfüllung und einem Ende eines Überlappungsbereichs der beiden Gürtellagen festgesetzt ist.
Luftreifen für Passagierfahrzeug nach Anspruch 7, wobei die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden in jeder seitlichen Region auf –10% bis 3% festgesetzt ist.
Luftreifen für Passagierfahrzeug nach Anspruch 8, wobei die durchschnittliche Restbelastung der Verstärkungskorden in jeder seitlichen Region auf –10% bis 0% festgesetzt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens für Passagierfahrzeuge mit den folgenden Schritten: Einsetzen eines Reifenrohlings in eine Gestaltungsform zum Vorgestalten von Reifenrohlingen, welcher Reifenrohling eine Lauffläche und einen linken sowie einen rechten Wulst hat, wobei in jedem Wulst ein Wulstkern eingebettet ist und sich eine unvulkanisierte Wulstfüllung auf der äußeren Umfangsseite des Wulstkerns befindet, wobei sich zumindest eine unvulkanisierte Karkassenlage zwischen den Wülsten erstreckt, die Verstärkungskorden hat, die sich in Richtung der Breite des Reifens erstrecken und in einem vorbestimmten Abstand entlang einer Umfangsrichtung des Reifens ausgerichtet sind, und wobei zwei unvulkanisierte Gürtellagen auf der äußeren Umfangsseite der unvulkanisierten Karkassenlage in der Lauffläche angeordnet sind, wobei die Gestaltungsform Gestaltungsoberflächen hat, die einen Reifenrohling gestalten können, der eine Größe hat, die der Größe eines Reifenrohlings nahe kommt, der gegen Formoberflächen einer Vulkanisierungsform gepresst wird; Aufblasen des eingesetzten Reifenrohlings, so dass der eingesetzte Reifenrohling gegen die Gestaltungsflächen der Gestaltungsform gepresst wird, um einen gestalteten Reifenrohling zu formen; und Einsetzen des gestalteten Reifenrohlings in die Vulkanisierungsform; und Aushärten des gestalteten Reifenrohlings nach dem Aufblasen des gestalteten Reifenrohlings, so dass dieser gegen die Formoberflächen der Vulkanisierungsform drückt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Reifenrohling in die Gestaltungsform eingesetzt wird, nachdem er vorerhitzt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Reifenrohling so vorgeheizt wird, dass eine Oberflächentemperatur des Luftreifens 40°C bis 90°C beträgt, wenn er in die Gestaltungsform eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 12, wobei der Reifenrohling abgekühlt wird, nachdem er in der Gestaltungsform aufgeblasen worden ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der gestaltete Reifenrohling so abgekühlt wird, dass die Oberflächentemperatur des gestalteten Reifenrohlings höchstens 30°C beträgt, wenn er aus der Gestaltungsform entfernt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens für Passagierfahrzeuge nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Gestaltungsoberflächen der Gestaltungsform sich von den Wülsten des eingesetzten Reifenrohlings bis hin zu zumindest einem Schnittpunkt erstrecken, wo vertikale Linien, die rechtwinklig zu einer Laufoberfläche der Lauffläche von Enden einer breitesten Gürtellage der unvulkanisierten Gürtellagen gezogen sind, die Laufoberfläche treffen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei jede der Gestaltungsoberflächen sich in Richtung des Inneren des Reifens entlang der Breite des Reifens bis zu einer Position erstreckt, die sich bei 20% oder mehr der Breite der breitesten Gürtellage vom Ende der breitesten Gürtellage aus befindet.